Kristall o'sish pechi asosiy uskunadirkremniy karbidikristall o'sishi. Bu an'anaviy kristalli kremniy sinfidagi kristall o'sish pechiga o'xshaydi. Pechning tuzilishi unchalik murakkab emas. U asosan pech korpusi, isitish tizimi, spiral uzatish mexanizmi, vakuumni olish va o'lchash tizimi, gaz yo'li tizimi, sovutish tizimi, boshqaruv tizimi va boshqalardan iborat. Issiqlik maydoni va jarayon sharoitlari asosiy ko'rsatkichlarni belgilaydikremniy karbid kristallisifat, o'lcham, o'tkazuvchanlik va boshqalar kabi.
Bir tomondan, o'sish davridagi haroratkremniy karbid kristallijuda yuqori va uni kuzatib bo'lmaydi. Shuning uchun asosiy qiyinchilik jarayonning o'zida. Asosiy qiyinchiliklar quyidagilar:
(1) Issiqlik maydonini boshqarishdagi qiyinchilik:
Yopiq yuqori haroratli bo'shliqni kuzatish qiyin va nazorat qilib bo'lmaydi. Yuqori darajadagi avtomatlashtirish va kuzatiladigan va boshqariladigan kristall o'sish jarayoniga ega an'anaviy kremniy asosidagi eritma to'g'ridan-to'g'ri tortiladigan kristall o'sish uskunasidan farqli o'laroq, kremniy karbid kristallari 2000 ℃ dan yuqori yuqori haroratli muhitda yopiq joyda o'sadi va ishlab chiqarish jarayonida o'sish harorati aniq nazorat qilinishi kerak, bu esa haroratni nazorat qilishni qiyinlashtiradi;
(2) Kristall shaklini boshqarishdagi qiyinchilik:
Mikrotrubalar, polimorfik inklyuziyalar, dislokatsiyalar va boshqa nuqsonlar o'sish jarayonida yuzaga kelishi mumkin va ular bir-biriga ta'sir qiladi va rivojlanadi. Mikrotrubalar (MP) bir necha mikrondan o'nlab mikrongacha bo'lgan o'lchamdagi nuqsonlar bo'lib, ular qurilmalarning halokatli nuqsonlari hisoblanadi. Kremniy karbid monokristallari 200 dan ortiq turli xil kristall shakllarini o'z ichiga oladi, ammo ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan yarimo'tkazgich materiallari faqat bir nechta kristall tuzilmalari (4H turi) hisoblanadi. Kristal shaklining o'zgarishi o'sish jarayonida osonlikcha sodir bo'ladi, bu esa polimorfik inklyuziya nuqsonlariga olib keladi. Shuning uchun kremniy-uglerod nisbati, o'sish harorati gradiyenti, kristall o'sish tezligi va havo oqimi bosimi kabi parametrlarni aniq nazorat qilish kerak. Bundan tashqari, kremniy karbid monokristal o'sishining termal maydonida harorat gradiyenti mavjud bo'lib, bu kristall o'sish jarayonida mahalliy ichki stressga va natijada paydo bo'ladigan dislokatsiyalarga (bazal tekislik dislokatsiyasi BPD, vint dislokatsiyasi TSD, chekka dislokatsiyasi TED) olib keladi va shu bilan keyingi epitaksiya va qurilmalarning sifati va ishlashiga ta'sir qiladi.
(3) Qiyin doping nazorati:
Yo'naltirilgan qo'shimchali o'tkazuvchan kristall olish uchun tashqi aralashmalarning kiritilishi qat'iy nazorat qilinishi kerak;
(4) Sekin o'sish sur'ati:
Kremniy karbidining o'sish sur'ati juda sekin. An'anaviy kremniy materiallari kristall tayoqchaga aylanishi uchun atigi 3 kun kerak bo'ladi, kremniy karbid kristall tayoqchalari esa 7 kun kerak bo'ladi. Bu kremniy karbidining tabiiy ravishda past ishlab chiqarish samaradorligiga va juda cheklangan ishlab chiqarishga olib keladi.
Boshqa tomondan, kremniy karbid epitaksial o'sishi parametrlari juda talabchan, jumladan, uskunaning havo o'tkazmasligi, reaksiya kamerasidagi gaz bosimining barqarorligi, gaz kiritish vaqtini aniq boshqarish, gaz nisbatining aniqligi va cho'kma haroratini qat'iy boshqarish. Xususan, qurilmaning kuchlanish qarshiligi darajasining yaxshilanishi bilan epitaksial plastinkaning asosiy parametrlarini boshqarish qiyinligi sezilarli darajada oshdi. Bundan tashqari, epitaksial qatlam qalinligining oshishi bilan qarshilikning bir xilligini qanday boshqarish va qalinlikni ta'minlash bilan birga nuqson zichligini kamaytirish yana bir katta muammoga aylandi. Elektrlashtirilgan boshqaruv tizimida turli parametrlarni aniq va barqaror ravishda tartibga solish mumkinligini ta'minlash uchun yuqori aniqlikdagi sensorlar va aktuatorlarni birlashtirish zarur. Shu bilan birga, boshqaruv algoritmini optimallashtirish ham juda muhimdir. Kremniy karbid epitaksial o'sish jarayonidagi turli o'zgarishlarga moslashish uchun u real vaqt rejimida teskari aloqa signaliga muvofiq boshqaruv strategiyasini sozlashi kerak.
Asosiy qiyinchiliklarkremniy karbid substratiishlab chiqarish:
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 7-iyun